JP2010199644A5 - - Google Patents

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光学機器
本発明は、カメラや交換レンズ等の光学機器に関し、特に動作履歴を記録可能な光学機器に関する。
光学機器には、不揮発性メモリ(EEPROMやフラッシュROM等)に、その光学機器の使用状況を把握するために動作履歴(動作回数:例えばカメラの撮影回数)を記録するものがある。光学機器メーカーでは、動作履歴に基づいて、該光学機器のメンテナンスにおける部品の交換の必要性や修理の内容を決定する。ただし、不揮発性メモリには書き込み回数の限界があり、最近では多くても100万回程度と言われている。
特許文献1には、予め設定されたパン位置やチルト位置等の複数のプリセットポジションに選択的に又は順次動作するプリセット動作の回数や自動的なパンニング動作(オートパン)の累積動作時間等の動作履歴を記録する監視カメラが開示されている。記録された動作履歴は、修理用の情報として使用される。また、特許文献2には、交換レンズに設けられた絞りの累積動作回数が該絞りの保証動作回数に達すると、警告を表示するカメラシステムが開示されている。
特開2001−100281号公報 特開2005−140914号公報
特許文献1にて開示された監視カメラでは、プリセット動作が行われるごとに不揮発性メモリに記録されたプリセット動作回数を書き換えたり、所定時間(例えば、5分)が経過するごとに不揮発性メモリに記録された時間カウント値を書き換えたりする。このため、頻繁にプリセット動作が行われたり、オートパンの累積動作時間の検出が長期間にわたって行われたりすると、早期に不揮発性メモリでの書き込み(書き換え)回数が上限値に達する可能性がある。
このような事態を回避するためには、不揮発性メモリの容量を大きくしたり、複数の不揮発性メモリを使用したりすることも可能であるが、光学機器のコストが高くなってしまう。また、不揮発性メモリへの書き込み回数を抑えるために、オートパンの累積動作時間を検出する時間間隔を長くすると、その時間間隔内にてオートパンが行われたにもかかわらず累積動作時間としてカウントされないというように、累積動作時間の精度が低下する。
また、特許文献2にて開示されたカメラシステムでも、絞りが動作するごとに不揮発性メモリに記録された累積動作回数を書き換える。特に、連写が行われた場合には、毎回の撮影ごとに累積動作回数を書き換える。したがって、特許文献1にて開示された監視カメラと同様の問題が生ずる可能性がある。
なお、最近のカメラでは、静止画撮影と動画撮影の両方が可能であること一般的となっている。そして、静止画撮影と動画撮影には、カメラに要求される動作も異なっている。例えば、静止画撮影には、オートフォーカスによってフォーカスレンズを高速で移動させてピントを瞬間的に合わせ、絞りやシャッターも高速で動作させることによる速写性が求められる。一方、動画撮影には、フォーカスレンズや絞りを低速かつ滑らかに移動させてピント状態や撮影画像の明るさが急激に変動しないようにすること、すなわち撮影画像の安定性が求められる。したがって、必ずしも静止画撮影と動画撮影とで同じように動作履歴を記録することが必要とは限らない。
本発明は、不揮発性メモリへの書き込み回数を抑えつつ、不揮発性メモリに高精度な動作履歴を記録することが可能な光学機器を提供する。また、本発明は、静止画撮影と動画撮影とで異なる可動部の駆動方法に応じた適切な動作履歴を記録することが可能な光学機器を提供する。
本発明の一側面としての光学機器は、可動部の動作履歴を記録する。該光学機器は、揮発性メモリと、不揮発性メモリとを有する。さらに、該光学機器が、可動部が動作しない非動作状態から該可動部が動作する動作状態に切り替えられた後、動作状態から非動作状態に切り替えられるまでの動作履歴を揮発性メモリに記録させ、該光学機器が動作状態から非動作状態に切り替えられることに応じて、揮発性メモリに記録された動作履歴を不揮発性メモリに記録させる動作履歴記録手段を有する。
また、本発明の他の一側面しての光学機器は、静止画撮影モードと動画撮影モードとを有し、可動部の動作履歴を記録する、該光学機器は、不揮発性メモリと、静止画撮影モードにおいて可動部の動作回数を動作履歴として不揮発性メモリに記録させ、動画撮影モードにおいて可動部の動作時間を動作履歴として不揮発性メモリに記録させる動作履歴記録手段とを有することを特徴とする。
本発明によれば、可動部の動作ごとに不揮発性メモリに動作履歴を書き込む場合に比べて、不揮発性メモリへの書き込み回数を減少させることができる。また、不揮発性メモリに書き込まれるまでの動作履歴は揮発性メモリに記録されるので、不揮発性メモリに記録される動作履歴の精度が低下することも回避できる。
また、本発明によれば、静止画撮影モードと動画撮影モードでの可動部の駆動方法の違いに応じた適切な動作履歴を不揮発性メモリに記録することができる。
本発明の実施例である交換レンズ及びこれが装着されたカメラ本体とを含むカメラシステムの構成を示すブロック図。 実施例のカメラシステムでの処理を示すフローチャート。 実施例のカメラシステムでの処理を示すフローチャート。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図1には、交換レンズと、該交換レンズの着脱が可能なカメラ本体とにより構成されるカメラシステムの電気的構成を示している。なお、本実施例では、交換レンズが「光学機器」に相当する。
同図において、1は交換レンズ(以下、レンズという)である。2はレンズ1内に組み込まれた各種ユニット、アクチュエータ、センサ等を制御するマイクロコンピュータ(以下、レンズマイコンという)である。3はレンズマイコン2内に設けられ、各種演算や処理を行うCPUコアである。
4はレンズマイコン2内に設けられた揮発性メモリとしてのRAM(第1の記録手段)である。このRAM4には、後述するフォーカスユニット、絞りユニット及び防振ユニットの動作履歴としての累積駆動回数(累積動作回数)や累積駆動時間(累積動作時間)を一時的に記録(蓄積)したり、他の情報を一時的に保存したりする。動作履歴記録手段としてのレンズマイコン2(CPUコア3)は、動作履歴のRAM4及び後述するEEPROMへの記録を制御する。
5はレンズマイコン2内に設けられた読み出し専用の不揮発性メモリとしてのフラッシュROMである。
6はCPUコア3に付随してレンズマイコン2内に設けられた周辺素子群であり、I/Oポート、外部割込み入力ポート、タイマー、A/Dコンバータ等を含む。
7はカメラ本体20に設けられたマイクロコンピュータ(以下、カメラマイコンという)21と通信するためのレンズ側通信インターフェースユニットである。レンズ側通信インターフェースユニット7は、レンズ1をカメラ本体20に装着するための不図示のマウントに固定されている。
8はレンズ1内に設けられた不図示の撮影光学系に含まれるフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを移動させるフォーカスモータとを含むフォーカスユニットである。レンズマイコン2は、カメラマイコン21からのレンズ駆動命令に応じてフォーカスモータを駆動し、フォーカスレンズを合焦位置に移動させるオートフォーカス(AF)を行う。
9はフォーカスユニット8のフォーカスモータの回転量を検出するための回転量検出器であり、フォーカスモータとともに回転するパルス板と、該パルス板によって遮光状態と受光状態とに切り替えられるフォトインタラプタとにより構成されている。レンズマイコン2は、回転量検出器9により検出されるフォーカスモータの回転量が、カメラマイコン21からのレンズ駆動命令に含まれるフォーカス駆動量情報に対応した回転量となるようにフォーカスモータを駆動する。
10はレンズ1を通過する光量を調節するための絞りユニットである。絞りユニット10の内部には、光量調節用の複数の絞り羽根と該絞り羽根を光軸に直交する面内で移動させる絞りモータとが組み込まれている。
11は手振れ等の振れを検出する角速度センサと、光軸に直交する面内でシフトして像振れを低減する補正レンズと、該補正レンズをシフトさせるシフトアクチュエータ等を含む防振ユニットである。フォーカスユニット8、絞りユニット10及び防振ユニット11は、レンズ1に設けられた可動部である。
12は補正レンズのシフト位置を検出するための補正位置検出器であり、ホール素子等の磁気的センサやフォトインタラプタ、フォトリフレクタ等の光学的センサを用いて構成されている。
レンズマイコン2は、カメラマイコン21からの防振駆動命令に応じて、角速度センサからの出力に基づいてシフトアクチュエータを駆動する。これにより、補正レンズがシフトし、防振動作が行われる。
13は不揮発性メモリとしてのEEPROM(第2の記録手段)であり、RAM4にて記録されたフォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の累積駆動回数(累積動作回数)や累積駆動時間(累積動作時間)を、書き換え可能に記録する。なお、EEPROM13に代えて、レンズマイコン2に内蔵された不揮発性メモリであるフラッシュROM5に動作履歴を記録させるようにしてもよい。
カメラ本体20において、カメラマイコン21は、カメラ本体20の全ての動作の制御を司る。カメラマイコン21は、レンズマイコン2と同様に、CPUコアと、揮発性メモリであるRAMと、不揮発性メモリであるフラッシュROMと、周辺素子群等を含む。
22はレリーズスイッチである。該レリーズスイッチ22の半押し(第1ストローク)操作(以下、S1ONという)がなされると、カメラマイコン21は、AF、測光及び防振動作を開始させる。また、レリーズスイッチ22の全押し(第2ストローク)操作(以下、S2ONという)がなされると、絞りユニット10が、測光結果に基づいてカメラマイコン21により決定された絞り値に対応する開口径まで絞り込まれる。さらに、後述するシャッターユニットの動作が開始される。これにより、静止画の撮影が行われる。
このように、レリーズスイッチ22は、レンズ1を、可動部としてのフォーカスユニット8、絞りユニット10及び防振ユニット11が動作しない非動作状態とこれらが動作する動作状態に切り替える操作手段として機能する。
23はカメラ本体20の動作モード(撮影モード)を設定する、言い換えれば切り替えるために操作されるモードスイッチ(モード切替手段)である。カメラ本体20において設定可能な撮影モードとしては、静止画撮影モードと動画撮影モードがある。その他、静止画撮影においては、シャッター優先、絞り優先、オート、単独撮影、連続撮影等の撮影モードも設定することができる。
24はレンズ側通信インターフェースユニット7を介してレンズ1と通信するためのカメラ側通信インターフェースユニットである。カメラ側通信インターフェースユニット24は、レンズ1の装着を受ける不図示のマウントに固定されている。
25は撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する、CCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子である。26は撮像素子25からのアナログ出力信号をデジタル信号(画像データ)に変換するA/D変換器である。
27はA/D変換器26からの画像データを一時的に記憶するメモリである。28は被写体からの反射光を検出する測光センサである。この測光センサ28からの情報に基づいてシャッター速度や絞り値が決定される。
29はシャッターユニットであり、開閉動作することで撮像素子25を適正な光量で露光させる。
30はAFセンサであり、静止画撮影において、位相差検出方式により撮影光学系の焦点状態を検出する。カメラマイコン21は、AFセンサ30による検出結果に基づいて、合焦を得るためのフォーカスモータの駆動量(フォーカス駆動量情報)を算出し、該フォーカス駆動量情報を含むレンズ駆動命令をレンズマイコン2に送信する。
一方、動画撮影においては、カメラマイコン21は、撮像素子25からの出力を用いて生成した画像データ(映像信号)の高周波成分を抽出してAF評価値を取得する。そして、該AF評価値がピークとなる位置にフォーカスレンズを移動させるようレンズ駆動命令をレンズマイコン2に送信する。
31は外部インターフェースユニットであり、パーソナルコンピュータやフラッシュメモリ等の外部装置と接続可能なUSBコネクタを有している。
ここで、本実施例におけるフォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の動作履歴(累積駆動回数や累積駆動時間)と、それらの性能が維持可能な動作限界について説明する。
静止画撮影においては、一般に、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11は高速で駆動され、かつそれらの駆動回数も多い。これに対し、動画撮影においては、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11は、静止画撮影に比べて低速で、かつ長時間継続して駆動されることが多い。このような静止画撮影と動画撮影によって異なる駆動方法が、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11のメカニカルな耐久性に対してどちらが不利かは一概には判断できない。このため、本実施例では、静止画撮影モードと動画撮影モードとで、記録する動作履歴の種類を異ならせる。
具体的には、静止画撮影モードでは、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の累積駆動回数を記録する。ただし、これらの累積駆動時間も合わせて記録してもよい。一方、動画撮影モードでは、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の累積駆動時間を記録する。
そして、静止画撮影では、例えば10万回の累積駆動回数を動作限界とし、動画撮影では、例えば1000時間を動作限界とする。ただし、静止画撮影での累積駆動回数が15万回に達したとしても、動画撮影での累積駆動時間が100時間であれば、動作限界に達していないとする判断基準を設けておいてもよい。これら累積駆動回数や累積駆動時間の情報により、レンズ1のオーバーホール時に、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11を交換するか分解清掃のみで済ませるか等の判断を行うことができる。
図2及び図3のフローチャートには、本実施例におけるカメラマイコン21及びレンズマイコン2の処理を示している。ここでは、静止画撮影モードにおいて、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の累積駆動回数と累積駆動時間を記録し、動画撮影モードでは、それらの累積駆動時間を記録する場合について説明する。
なお、この処理は、カメラマイコン21及びレンズマイコン2のそれぞれに格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。また、図2及び図3において、同じ英字が付された部分は互いに繋がっていることを示す。
図2において、カメラ本体20に設けられた電源スイッチが投入(ON)されると、ステップ100にて、カメラマイコン21は、モードスイッチ23により設定されている撮影モードが静止画撮影モードか動画撮影モードかを判定する。静止画撮影モードである場合はステップ101に進み、動画撮影モードである場合はステップ201及びステップ211に進む。カメラマイコン21は、設定されている撮影モードの情報をレンズマイコン2に送信し、レンズマイコン2はその情報をRAM4に格納する。
(静止画撮影モード)
ステップ101では、カメラマイコン21は、レリーズスイッチ22がS1ON(すなわち、フォーカス及び防振ユニット8,11の動作状態)になったか否かを判断する。S1ONになっていなければステップ101を繰り返し、S1ONになったときはステップ102に進む。
ステップ102では、カメラマイコン21は、AFセンサ30による焦点状態の検出と測光センサ28による測光を行う。そして、AFセンサ30による検出結果に基づいて、合焦を得るためのフォーカス駆動量情報を算出し、該フォーカス駆動量情報を含むレンズ駆動命令をレンズマイコン2に送信する。また、カメラマイコン21は、測光センサ28からの情報に基づいて、シャッター速度や絞り値を決定する。さらに、カメラマイコン21は、レンズマイコン2に防振駆動命令を送信する。そして、ステップ103に進む。
ステップ103では、レンズマイコン2は、フォーカス駆動量情報に基づいて、フォーカスユニット8にフォーカスレンズを駆動させる。また、レンズマイコン2は、防振駆動命令に応じて、防振ユニット11の駆動を開始させる。さらに、レンズマイコン2は、フォーカスユニット8及び防振ユニット11の駆動時間(動作時間)を得るための内部タイマーのカウントを開始させる。
次に、ステップ104では、レンズマイコン2は、RAM4に記録されているフォーカスユニット8及び防振ユニット11の累積駆動回数に1を加える。また、レンズマイコン2は、フォーカスユニット8の駆動が終了すると(合焦状態が得られると)、フォーカスユニット8用の内部タイマーによりカウントされた駆動時間を、RAM4に記録されているフォーカスユニット8の累積駆動時間に加算する。
次に、ステップ105では、カメラマイコン21は、レリーズスイッチ22のS1ONが解除(OFF)された(すなわち、フォーカス及び防振ユニット8,11の非動作状態になった)か否かを判断する。S1ONが解除されていなければステップ106に進み、S1ONが解除された場合はステップ120に進む。このとき、カメラマイコン21は、S1ONが解除されたことを示す情報をレンズマイコン2に送信する。
ステップ106では、カメラマイコン21は、レリーズスイッチ22がS2ON(すなわち、絞りユニット10の非動作状態)になったか否かを判断する。S2ONになっていなければステップ105に戻り、S2ONになったときはステップ107に進む。
ステップ107では、カメラマイコン21は、ステップ102で決定した絞り値の情報をレンズマイコン2に送信し、絞りユニット10を該絞り値に対応する開口径に設定させる。このとき、レンズマイコン2は、絞りユニット10の駆動時間を内部タイマーによってカウントし、カウントした結果をRAM4に記録されている絞りユニット10の累積駆動時間に加算する。また、レンズマイコン2は、RAM4に記録されている絞りユニット10の累積駆動回数に1を加える。
また、カメラマイコン21は、ステップ102で決定したシャッター速度でシャッターユニット29を動作させ、撮像素子25を露光させる。このようにして、撮影動作が行われ、得られた静止画(撮影画像)は不図示の記録媒体(半導体メモリや光ディスク)に記録される。そして、ステップ108に進む。
ステップ108では、カメラマイコン21は、レリーズスイッチ22のS2ONが解除(OFF)された(すなわち、絞りユニット10の非動作状態になった)か否かを判断する。S2ONが解除されていない場合は、連写を行うためにステップ102に戻る。S2ONが解除された及びS1ONが解除された場合は、ステップ120に進む。このとき、カメラマイコン21は、S2ON及びS1ONが解除されたことを示す情報をレンズマイコン2に送信する。
ステップ105又はステップ108で、S1ON又はS2ONが解除されたことに応じて、レンズマイコン2は以下の処理を行う。
ステップ120では、レンズマイコン2は、防振ユニット11用の内部タイマーによりカウントされた駆動時間を、RAM4に記録されている防振ユニット11の累積駆動時間に加算する。そして、ステップ121に進む。
ステップ121では、レンズマイコン2は、RAM4に記録されたフォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の累積駆動回数と累積駆動時間を、EEPROM13に記録された累積駆動回数と累積駆動時間に加算する。そして、加算した累積駆動回数及び累積駆動時間で、EEPROM13に記録された累積駆動回数及び累積駆動時間を書き換える。その後、ステップ130に進む。
ステップ130では、カメラマイコン21は、電源スイッチがOFFされたか否かを判断する。OFFされていなければステップ100に戻り、OFFされたときは本処理を終了する。
(動画撮影モード)
図3に示すステップ201〜ステップ204は、動画撮影モードでのレンズマイコン2での処理を示す。また、ステップ212〜ステップ214は、動画撮影モードでのカメラマイコン21での処理を示す。
ステップ201では、レンズマイコン2は、EEPROM13でのフォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の累積駆動時間の書き換えを所定時間ごとに行うため、EEPROM書き換え用の内部タイマーのカウントを開始させる。そして、ステップ202に進む。
動画撮影モードにおいては、録画スイッチ(レリーズスイッチ22)の操作の有無にかかわらず、カメラ本体20に設けられた不図示のモニタディスプレイに映像信号に対応する動画が表示され、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11が駆動される。このため、動画撮影モードでは、EEPROM13でのフォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の累積駆動時間の書き換えを所定時間ごとに行う。
ステップ202では、レンズマイコン2は、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の駆動時間を得るために、駆動時間計測用の内部タイマーによるカウントを開始させる。
次に、ステップ203では、レンズマイコン2は、ステップ201にて開始させた内部タイマーのカウント値(経過時間)が所定時間に達したか否かを判断する。所定時間に達していない場合はこのステップを繰り返し、所定時間に達した場合はステップ204に進む。
ステップ204では、レンズマイコン2は、ステップ202にて開始させた内部タイマーのカウントを停止させ、そのカウント値である駆動時間を、EEPROM13に記録された累積駆動時間に加算する。そして、加算した累積駆動時間で、EEPROM13に記録された累積駆動時間を書き換える。その後、図2のステップ110に進む。
一方、ステップ211では、カメラマイコン21は、録画スイッチがONされたか否かを判断する。録画スイッチがONされていない場合はこのステップを繰り返し、ONされた場合はステップ212に進む。
ステップ212では、カメラマイコン21は、映像信号を上述した記録媒体に記録する。
そして、ステップ213では、カメラマイコン21は、録画スイッチがOFFされたか否かを判断する。録画スイッチがOFFされていない場合はこのステップを繰り返し、OFFされた場合はステップ214に進む。
ステップ214では、カメラマイコン21は、映像信号の記録媒体への記録を停止する。そして、図2のステップ110に進み、電源スイッチがOFFされたか否かに応じて、ステップ100に戻るか本処理を終了する。
なお、カメラ本体が、静止画撮影モードにおいて被写体を観察するためにモニタディスプレイに動画(ライブビュー画像)を表示する場合には、ステップ101にてレリーズスイッチ22がS1ONとされるまでステップ201〜204の処理を行ってもよい。
このように、本実施例では、静止画撮影モードにおいて、レリーズスイッチ22のS1ON又はS1ONとS2ONの両方が解除される(OFFとされる)まではフォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の累積駆動回数及び累積駆動時間がRAM4に記録(蓄積)される。そして、S1ON及びS2ONの解除に応じて、RAM4に記録された累積駆動回数及び累積駆動時間とそれまでEEPROM13に書き込まれていた累積駆動回数及び累積駆動時間とが加算され、該加算値でEEPROM13が書き換えられる。これにより、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の駆動ごとにEEPROM13への累積駆動回数及び累積駆動時間の書き込み(書き換え)を行う場合に比べて、書き込み回数を減少させることができる。
また、RAM4での累積駆動回数及び累積駆動時間の記録は、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の駆動ごとに行われるので、EEPROM13に記録される累積駆動回数及び累積駆動時間の精度が低下することも回避できる。
さらに、本実施例では、静止画撮影モードでは、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の累積駆動回数(及び累積駆動時間)を記録し、動画撮影モードでは累積駆動時間を記録する。これにより、フォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11が高速かつ多頻度で駆動される静止画撮影モードとそれらが低速かつ長時間継続して駆動される動画撮影モードでの可動部の駆動方法の違いに応じた適切な動作履歴を記録することができる。
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、レンズ1においてフォーカス、絞り及び防振ユニット8,10,11の動作履歴を記録する場合について説明した。しかし、カメラ本体(光学機器)20において、シャッターユニット29の動作履歴を記録したり、クイックリターンミラーを有する場合にその動作履歴を記録したりするようにしてもよい。
また、上記実施例ではレンズ交換型のカメラシステムについて説明したが、本発明は、レンズ一体型のカメラ(静止画及び動画の撮影が可能なデジタルスチルカメラやビデオカメラ)にも適用することができる。
不揮発性メモリへの書き込み回数を抑えつつ、不揮発性メモリに高精度な動作履歴を記録することが可能な光学機器を実現することができる。
1 交換レンズ
2 レンズマイコン
3 CPUコア
4 RAM
5 フラッシュROM
8 フォーカスユニット
10 絞りユニット
11 防振ユニット
13 EEPROM
20 カメラ本体
21 カメラマイコン
22 レリーズスイッチ
23 モードスイッチ
25 撮像素子
28 測光センサ
29 シャッターユニット
30 AFセンサ
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